CN104564480A - 一种与小型汽油机点火器通讯的装置 - Google Patents

一种与小型汽油机点火器通讯的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小型汽油机点火器通讯系统，包括点火器、熄火开关和通讯装置，所述熄火开关、通讯装置均接于点火器的熄火端口和参考地铁芯上，相比于传统的电路，本发明设计了一种不同的电路实现了数据通讯功能。本发明特有的电压转换电路使得MCU采样口的信号更加逼近于理论要求值，从而保证通讯工作更加稳定可靠。按键输入和数据显示的设计可以使得所述通讯装置无需另外的电脑或者其他附加设备而单独使用，更加简单和便携，在上述点火器方案的基础上以极低的成本增加了相当简单的电路，配合MCU的控制程序，可以与一外部设备进行单线双向通讯，进而实现对所述点火器的控制MCU内部数据进行读取和修改的操作。

Description

一种与小型汽油机点火器通讯的装置
技术领域
    本发明涉及到一种小型汽油机点火器，其应用于小型内燃式汽油发动机，如园林工具领域里的割草机、割灌机、绿篱机、油锯等，尤其涉及一种与小型汽油机点火器通讯的装置。
背景技术
      传统的小型汽油机用数字式点火器采用MCU为核心控制单元，为汽油机的正常工作提供合适的点火信号。通过一个与外部熄火开关相连的熄火端口来识别停机信号，用以停止正在运行的发动机。然而实现对所述点火器的控制MCU内部数据进行读取和修改的操作，需要外接接口，其电路非常复杂。
发明内容
    针对上述技术问题，本发明提出可以与小型汽油机用点火器实现单线双向数据通讯一种与小型汽油机点火器通讯的装置。
    为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
    一种与小型汽油机点火器通讯的装置，包括点火器、熄火开关和通讯装置，所述熄火开关、通讯装置均接于点火器的熄火端口和参考地铁芯上。
    进一步的，所述点火器包括点火器MCU控制芯片电路、连接在点火器MCU控制芯片电路数据输入端P3的点火器数据输入电路和连接在点火器MCU控制芯片电路数据输出端P4的点火器数据输出电路，以及为点火器MCU控制芯片电路、点火器数据输入电路和点火器数据输出电路供电的点火器充电以及储能电路。
    进一步的，所述通讯装置包括通讯装置中央控制电路、连接通讯装置中央控制电路数据接收端P7的控制数据接收电路、连接通讯装置中央控制电路数据发送端P8的控制数据输出电路。
    进一步的，所述点火器充电以及储能电路中包括电阻R21、电容C21、二极管D22和二极管D21，外接电源连接电阻R21、电容C21的一端以及二极管D22的负端，电阻R21的另一端连接二极管D21的负端以及MCU控制芯片的电源端，电容C21的另一端和二极管D21的正极均接地，二极管D22的正极端连接熄火端口。
    进一步的，点火器数据输入电路包括电阻R22、电容C22以及二极管D23，电阻R22的一端连接MCU控制芯片的电源端，另一端连接MCU控制芯片的数据输入端P3、电容C22的一端和二极管D23的正端，电容C22的另一端接地，二极管D23的负端连接熄火端口。
    进一步的，点火器数据输出电路包括电阻R23、电阻R24、三极管Q21，点火器MCU控制芯片电路数据输出端P4连接电阻R23和电阻R24的一端，电阻R23的另一端连接三极管Q21的基极，电阻R24的另一端连接三极管Q21的发射极，三极管Q21的发射极接地，集电极连接熄火端口。
    进一步的，还包括电源电路、稳压电路、显示电路和按键电路，所述电源电路连接稳压电路后为通讯装置中央控制电路供电，显示电路和按键电路均与通讯装置中央控制电路连接并受其控制。
    进一步的，所述控制数据接收电路包括电阻R32、二极管D31和电容C31，通讯装置中央控制电路数据接收端P7连接电阻R32的一端、二极管D31 的正端以及电容C31的一端，电容C31的另一端接地，电阻R32的另一端接稳压电路的输出端，二极管D31的负端连接熄火端口，电源电路通过电阻R31后连接熄火端口。
    进一步的，所述控制数据输出电路包括电阻R33、电阻R34和三极管，通讯装置中央控制电路数据发送端P8连接电阻电阻R33、电阻R34的一端，电阻R33的另一端连接三极管的基极，电阻R34的另一端连接三极管的发射极，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接熄火端口。
    本发明的有益效果在于：相比于传统的电路，本发明设计了一种不同的电路实现了数据通讯功能。本专利特有的电压转换电路使得MUC采样口的信号更加逼近于理论要求值，从而保证通讯工作更加稳定可靠。按键输入和数据显示的设计可以使得所述通讯装置无需另外的电脑或者其他附加设备而单独使用，更加简单和便携，在上述点火器方案的基础上以极低的成本增加了相当简单的电路，配合MCU的控制程序，可以与一外部设备进行单线双向通讯，进而实现对所述点火器的控制MCU内部数据进行读取和修改的操作。
附图说明
    图1为本发明的结构示意图；
    图2为本发明的结构简易图；
    图3为本发明点火器的电路图；
    图4为本发明通讯装置的电路图；
    图5为主要参考点的电压波形示例。
具体实施方式
    下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
    本发明设计了一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其可以与小型汽油机用点火器实现单线双向数据通讯。所述的点火器采用MCU为控制核心，为发动机的工作提供点火信号。所述的点火器拥有一个熄火端口和参考地线与一外部熄火开关相连，用以实现发动机的熄火停机功能。所述点火器的工作电源有两个：a.一个非常靠近点火器铁芯的表面嵌有磁钢的飞轮的旋转产生交变的磁场，使得点火器内部的线圈产生感应电压；或者b.通过所述的熄火端口和所述的参考地线与点火器相连的一个外部电源。
      所述的点火器包含点火器数据输入电路、点火器数据输出电路和外部电源接收电路。所述的点火器数据输入电路、点火器数据输出电路和外部电源接收电路都与所述的熄火端口相连。所述的通讯装置包含一个电源电路，其可以是一个电池、一个电源适配器或者任何可以产生稳定直流电压的电源电路。
      所述的通讯装置包含控制数据接收电路、控制数据输出电路和供电电路。所述的控制数据接收电路、控制数据输出电路和供电电路都有一个公共连接端口。此公共连接端口与所述的点火器熄火端口相连。
      所述的通讯装置包含了一个显示电路，其可以是LCD、LED或者其他能显示信息的显示器件，用以将所需要的数据显示出来。
      所述的通讯装置包含了按键输入电路，由此可以实现人对通讯装置的信息输入。
    如图1和图2所述。小型汽油机4包含了很多组成部分，其中与本发明相关的是点火器1和熄火开关3。熄火开关3的两端分别接在点火器1的熄火端口9和参考地的铁芯5上，目的是对点火器1输入停机信号而控制汽油机4终止运转。通讯装置2通过连接线P1和连接线P2分别与点火器1的熄火端口9和参考地的铁芯5相连，用以实现和点火器1的单线双向数据通讯功能。通讯装置2包含了电源电路8，按键电路7和显示电路6，电源电路8既为通讯装置2中的所有电路提供能量，也通过连接线P1和连接线P2为点火器1的工作提供能量。操作者可以通过按键电路7对通讯装置2进行参数和功能设定，然后通讯装置2将相关的信息通过显示电路6直观地显示出来。
      图3描述了点火器1内部与通讯功能相关的点火器电路20，包含一个MUC控制芯片U21，其内部存储的数据和程序控制点火器1实现点火输出、熄火采样和与通讯设备2进行双向数据通讯的功能。连接点P5也就是图1中的熄火端口9，在点火器电路20中连接了3个完全独立的功能电路，工作电源充电及储能电路21、点火器数据输入电路22和点火器数据输出电路23。 工作电源充电及储能电路21为点火器电路20中的所有元件的工作提供能量。加载到连接点P5上的正电压经过二极管D22对电容C21充电。电容C21上存储的电压经过电阻R21和稳压二极管D21稳压后连接到VCC引脚，为MUC控制芯片U21的工作提供能量。点火器数据输入电路22包含电阻R22、电容C22和二极管D23。当连接点P5上的电压为“1”时，数据输入端P3上的电压被电阻R22上拉到VCC1，也为“1”；当连接点P5上的电压为“0”时，数据输入端P3上的电压经二极管D23连接到连接点P5后也被下拉成“0”。点火器数据输出电路23包含电阻R23、电阻R24和三极管Q21。当数据输出端P4输出“1”时，高电压经过电阻R23，驱动三极管Q21的c拐脚和e拐脚之间导通，从而使得连接点P5上的电压被拉到和连接点P6几乎一样，也就是“0”；当数据输出端P4输出为“0”时，三极管Q21的控制极b经过电阻R23和电阻R24被拉至MUC控制芯片U21的GND，也就是“0”，也使得三极管Q21的c和e之间无法导通，连接点P5上的电压被电阻R31上拉至“1”。
      图4描述了通讯装置2的电路30，包含了一个微处理器U31，其为的中央控制单元，控制数据的输入和输出、信息显示及按键扫描功能。包含了一个电源电路31，其经过稳压电路34稳压后形成VCC2，为微处理器U31的工作提供电源；电源电路31同时经过电阻R31后与连接点P5相连，为点火器电路20提供工作电源。通讯装置2的电路30包含了显示电路32，用于将微处理器U31中的相关信息直观地显示出来，供操作者阅读。通讯装置2的电路30包含了一个按键电路33，其可以设计成一个或多个按键的组合，用来让操作者输入数据或操作指令给微处理器U31。控制数据接收电路35将通讯线路上的电压信号传输到微处理器U31的P7引脚，微处理器U31通过识别P7引脚上的电压状态就能得知接收到的数据信息。控制数据接收电路35的工作原理完全等同于图3中的点火器数据输入电路22，参见图3的说明。控制数据输出电路36负责将微处理器U31需要发送的数据传送到数据总线上，并经过点火器电路20中的点火器数据输入电路22传输给MUC控制芯片U21。控制数据输出电路36的工作原理完全等同于图3中的点火器数据输出电路23，参见图3中的描述。连接点P9与图3中的连接点P5相连，连接点P10与图3中的连接点P6相连。当通讯装置2的电路30中的三极管Q31和点火器电路20中的三极管Q21都被关断时，正电压V+经过电阻R31、连接点P9、连接点P5、二极管D22为电容C21充电，为点火器电路20的工作提供电源。
      图5是各主要参考点的电压波形示例。在T1时段内，MUC控制芯片U21的数据输出端P4口主动发送数据，微处理器U31的控制数据接收端P7口接收MUC控制芯片U21的数据输出端P4发送的数据，实现了点火器1向通讯装置2的数据传输，如图1所示。在T2时段内，微处理器U31的中央控制电路数据发送端P8口主动发送数据，MUC控制芯片U21的数据输入端P3接收中央控制电路数据发送端P8口发送的数据，实现了通讯装置2向点火器1的数据传输。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (9)

1.一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，包括点火器、熄火开关和通讯装置，所述熄火开关、通讯装置均接于点火器的熄火端口和参考地铁芯上。
2.根据权利要求1所述的一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，所述点火器包括点火器MCU控制芯片电路、连接在点火器MCU控制芯片电路数据输入端P3的点火器数据输入电路和连接在点火器MCU控制芯片电路数据输出端P4的点火器数据输出电路，以及为点火器MCU控制芯片电路、点火器数据输入电路和点火器数据输出电路供电的点火器充电以及储能电路。
3.根据权利要求2所述的一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，所述通讯装置包括通讯装置中央控制电路、连接通讯装置中央控制电路数据接收端P7的控制数据接收电路、连接通讯装置中央控制电路数据发送端P8的控制数据输出电路。
4.根据权利要求3所述的一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，所述点火器充电以及储能电路中包括电阻R21、电容C21、二极管D22和二极管D21，外接电源连接电阻R21、电容C21的一端以及二极管D22的负端，电阻R21的另一端连接二极管D21的负端以及MCU控制芯片的电源端，电容C21的另一端和二极管D21的正极均接地，二极管D22的正极端连接熄火端口。
5.根据权利要求4所述的一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，点火器数据输入电路包括电阻R22、电容C22以及二极管D23，电阻R22的一端连接MCU控制芯片的电源端，另一端连接MCU控制芯片的数据输入端P3、电容C22的一端和二极管D23的正端，电容C22的另一端接地，二极管D23的负端连接熄火端口。
6.根据权利要求5所述的一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，点火器数据输出电路包括电阻R23、电阻R24、三极管Q21，点火器MCU控制芯片电路数据输出端P4连接电阻R23和电阻R24的一端，电阻R23的另一端连接三极管Q21的基极，电阻R24的另一端连接三极管Q21的发射极，三极管Q21的发射极接地，集电极连接熄火端口。
7.根据权利要求6所述的一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，
还包括电源电路、稳压电路、显示电路和按键电路，所述电源电路连接稳压电路后为通讯装置中央控制电路供电，显示电路和按键电路均与通讯装置中央控制电路连接并受其控制。
8.根据权利要求7所述的一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，
所述控制数据接收电路包括电阻R32、二极管D31和电容C31，通讯装置中央控制电路数据接收端P7连接电阻R32的一端、二极管D31 的正端以及电容C31的一端，电容C31的另一端接地，电阻R32的另一端接稳压电路的输出端，二极管D31的负端连接熄火端口，电源电路通过电阻R31后连接熄火端口。
9.根据权利要求8所述的一种与小型汽油机点火器通讯的装置，其特征在于，所述控制数据输出电路包括电阻R33、电阻R34和三极管，通讯装置中央控制电路数据发送端P8连接电阻电阻R33、电阻R34的一端，电阻R33的另一端连接三极管的基极，电阻R34的另一端连接三极管的发射极，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接熄火端口。
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